Лабораторна робота № 12

Тема: Вивчення фізіолого-біохімічних властивостей мікроорганізмів

Мета: Ознайомитися з біохімічними ознаками мікроорганізмів (ферментативною активністю, відношенню до джерел азоту та вуглецю, до кисню й інших факторів зовнішнього середовища). Відзначити й вивчити зміни в поводженні деяких бактерій, а також ті чи інші перетворення речовин, що входять у живильний субстрат.

Матеріали й устаткування: Мікроскоп МБР, предметні й покривні стекла, імерсійна олія, бактеріологічна петля, стерильні піпетки, чисті культури мікроорганізмів, що виросли на скошеному середовищі (Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus cereus, Sarcina flava, Streptococcus lactis,, Saccharomyces cereviceae та ін.), пробірки зі стерильним фоновим середовищем і поплавцями для кольорового ряду, 10 %-ні водні стерильні розчини вуглеводів (ксилоза, глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза, лактоза й ін.); спиртів (гліцерин, маніт), стерильна водопровідна вода чи фізіологічний розчин (0,9 % NaCl), 3 % розчин пероксиду водню, стерильне молоко, стовпчики з МПА і МПЖ, реактиви для забарвлення за Грамом – генціанвіолет, фуксин, розчин Люголя, 96 %-ний спирт; стерильні індикаторні папірці: 1) лакмусовий, 2) просочений ацетатом свинця, 3) змочений гарячим насиченим розчином щавлевої кислоти; спиртівка (брикети сухого пального), 1%-ний спиртовий розчин -нафтолу і свіжоприготовлений 1 %-ний водний розчин диметил-п-фенілендіамину.

Теоретичні положення

Вивчення біохімічних властивостей мікроорганізмів є одним з основних диференційно-діагностичних методів. Біохімічна активність мікробів надзвичайно різноманітна. Вона залежить від наявності в них специфічних ферментативних систем і умов середовища.

Для опису мікроорганізмів і подальшої ідентифікації використовують деякі особливості їхнього обміну речовин, що виявляються у здатності досліджуваного організму рости на прийнятих диференційно-діагностичних рідких і густих середовищах, що містять речовини, у відношенні яких мікроорганізми здатні виявляти свою ферментативну активність.

Обмін речовин мікроорганізмів включає два основних процеси, що представляють різні сторони одного єдиного процесу: одержання енергії й біосинтез речовин клітини.

Для біохімічної диференціації мікроорганізмів в основному вивчається їхня здатність:

• зброджувати вуглеводи з утворенням кислоти або кислоти з газом;

• розкладати білкові продукти;

• виявляти оксидоредуктазну активність.

На перших етапах виділення чистої культури встановлюється, чи є організм фототрофним, хемоавтотрофним чи хемогетеротрофним.

Для конструктивного й енергетичного обміну мікроорганізми неоднаково використовують різні речовини, що містять вуглець. Для ідентифікації більшості гетеротрофних мікроорганізмів необхідно визначити, які вуглецевовмісні речовини забезпечують ріст даного організму і які зміни середовища супроводжують його ріст.

Як правило, для визначення здатності мікроорганізмів використовувати вуглеводи використовують наступні речовини: арабінозу, ксилозу, глюкозу, фруктозу, галактозу, сахарозу, лактозу, мальтозу й спирти – гліцерин і маніт. Ріст на середовищах із вуглеводами часто супроводжується накопиченням органічних кислот, нейтральних продуктів, газів. Результат реакції визначають за допомогою різних індикаторів, що додаються в живильне середовище, утворення газу – за появою на поверхні середовища піни чи по накопиченню газу в поплавці. Метод посіву мікроорганізмів на диференційно-діагностичні середовища одержав назву посіву на «строкатий (кольоровий) ряд».

Розщеплення різними мікроорганізмами білків (гниття), що є однією зі стадій круговороту азоту в природі, супроводжується утворенням індолу, аміаку й виділенням сірководню.

Ріст мікроорганізмів у молоці може бути зв'язаний зі зброджуванням лактози, протеолізом казеїну чи з двома цими процесами одночасно. Використання лактози з утворенням молочної кислоти відзначають за зміною кольору індикатора. Якщо ступінь підкислення досить велика, спостерігається коагуляція казеїну, яка часто супроводжується відділенням сироватки. Утворення вуглекислоти в процесі використання лактози добре видно зі згустку, що пронизаний пухирцями.

Вплив мікроорганізмів на казеїн молока також викликає коагуляцію, але вона має місце у нейтральній чи слабо лужній реакції середовища і є результатом дії казеїнолітичних ферментів. При цьому відзначається просвітління молока, яке зветься пептонізацією.

Стосовно кисню мікроорганізми поділяють на 4 великі групи: облігатні аероби ростуть на поверхні середовища й у найвищому її шарі, мікроаерофіли – на деякій відстані від поверхні середовища, факультативні анаероби – по всій товщі середовища, облігатні анаероби – тільки в глибині середовища.